基于進化算法的三點彎曲梁混凝土軟化本構關系研究.pdf

1、本文根據國家自然科學基金(50409005)項目中三峽大壩混凝土基本力學性能試驗及斷裂性能試驗資料：混凝土三點彎曲切口梁斷裂試驗的荷載-裂縫口張開位移(P-CMOD)試驗曲線，建立基于簡便的三點彎曲切口梁斷裂試驗確定混凝土軟化曲線的逆分析求解過程。該方法基于虛擬裂紋模型，假定混凝土張拉軟化關系為三線性，采用有限單元法，創(chuàng)新性地引入進化算法，使模擬的P-CMOD曲線與三點彎曲切口梁斷裂試驗獲得的試驗曲線吻合來確定相應的斷裂參數。同時開發(fā)改

2、進相應的逆分析計算程序，其優(yōu)勢在于高效、精確以及簡便的可視化操作界面。
　　 分析逆推獲得的大壩及其濕篩混凝土軟化曲線得出結論如下：
　　 (1)比較基于斷裂功方法和逆分析方法確定的混凝土斷裂能結果，發(fā)現兩者吻合較好。
　　 (2)研究試件尺寸對混凝土斷裂參數(GF、wc、ft)的影響得出如下結論：①逆分析獲得的混凝土斷裂能GF存在尺寸效應，即GF隨著梁高的增加而增加，之后趨于穩(wěn)定。②對于小骨料試件組，逆分析獲得

3、的最大粘聚裂紋寬度wc存在尺寸效應，即wc隨著梁高的增加而增加，之后不再增加。而對于大骨料試件組，該尺寸效應不明顯③逆分析獲得的抗拉強度ft幾乎不存在尺寸效應。對于小骨料試件，抗拉強度ft隨著梁高變化有遞減趨勢；而從本研究的試驗結果來看，大骨料試件組的抗拉強度ft趨于定值。
　　 (3)隨著混凝土最大骨料粒徑的增大，斷裂能GF和抗拉強度ft均表現出先增大后下降的趨勢。而最大粘聚裂紋寬度wc隨著骨料粒徑的增大逐漸增大，未出現下降的

4、現象。
　　 (4)混凝土的抗拉強度ft隨混凝土抗壓強度fc的增大而略有降低；混凝土抗壓強度fc從32.1MPa增大到38.6MPa時，斷裂能GF下降，而抗壓強度fc從38.6MPa增大到55.4MPa時，斷裂能GF趨于平穩(wěn)。
　　 (5)全級配大壩混凝土試件的抗拉強度ft都小于對應的濕篩混凝土的抗拉強度ft，且隨試件尺寸的增大，兩者之間的差異呈增大后趨于穩(wěn)定的趨勢。全級配大壩混凝土的斷裂能GF均比對應濕篩混凝土的大，且